张旭东 赵伟超 张 娟

（1 西北工业大学365所，西安 710065）

（2 西安航空制动科技有限公司，西安 710065）

0 引言

树脂基复合材料与传统的金属材料相比，最为突出的特点是比强度和比模量高、可设计灵活、热稳定性好、物理性能优异等［1］，在无人机机体结构上得到了越来越广泛的应用，且对于中小型固定翼无人机来说，环氧树脂体系碳纤维预浸料作为复合材料先驱体，也越来越广泛应用于轻质、高性能复合材料结构中［2-3］。作为连接机翼并支撑垂、平尾的复合材料圆管是固定翼无人机的一个重要受力部件，通常其长径比大、薄壁，甚至厚度呈阶梯分布，使用时要承受弯矩、扭矩和剪力等复合载荷，其中弯矩为主要载荷，因此一般来讲，成型的圆管内部结构越致密越有利于复合材料优势的整体发挥，因此成型该产品较为适合的方法为预浸料成型工艺；同时为有效提高尾撑端头的装配连接性及气动外形要求，利用热膨胀工艺及组合工装模具可以进一步得到满足小型固定翼无人机使用的轻质、高性能的碳纤维复合材料薄壁类层压圆管［4-7］。

热膨胀工艺是指复合材料预浸料在闭合刚性组合模具中橡胶弹性体通过受热膨胀来实现对复合材料加压固化的成型工艺方法［8-9］，其成型原理是橡胶弹性体作为“均压板”受热膨胀，实现对复合材料固化成型过程中压力的均匀传递和分配。对于碳纤维复合材料圆管成型来说，可以是芯模膨胀、阴模成型，也可以是阴模向内膨胀、芯模成型，具体选择依工艺制造技术而定，一般来说前者成型的产品外形尺寸可控，且有利于后续内形的装配连接，后者则反之。……